我怎样改造皮带车床 [复制链接]

第2版()
专栏：

我怎样改造皮带车床
东北机械六厂技术员 沈德彰
我们东北机械六厂在去年推广了高速切削法和多刀多刃切削法。现在，有百分之九十的车床经常实行高速切削法。这些车床的粗车速度是每分钟八十公尺左右，精车速度是每分钟二百公尺左右。经常实行多刀多刃切削的车床，占全厂车床数的百分之三十。因为实行了高速切削和多刀多刃切削，车床性能和新的操作方法发生了矛盾。这个矛盾表现在：占车床总数的百分之八十以上的皮带车床，以高速切削法加工直径二百公厘以上的铸件工作物的时候，就不能吃大刀，送大刀；当我们把多刀多刃切削法推广到制造水泵车间（这个车间加工的都是生铁铸件）去的时候，遇到了床头动力不足的困难。有些工人告诉我们说：“我的活能用多刀多刃切削，但是床子没力气。”有些工人建议把车床的速度加快些，以便增加车床动力。
在推广多刀多刃切削法的工作中遇到的困难和工人们的建议，使我认识了解决皮带车床的动力和转速问题，是更进一步提高切削速度法和广泛地应用多刀多刃切削法的关键。
我开始想办法提高机床的性能。最初，我想在皮带塔轮上刻沟，以增加皮带和塔轮的摩擦力，提高车床切削的力量。经过仔细分析以后，我觉得这个办法是不科学的，因为皮带塔轮应该是光滑的，如果在上面开沟，就增加了它的摩擦和牵引力量，这就会使皮带处在超负荷的状态之下，很快就要坏了。我想用三角皮带轮传动。但是，这只有快的和慢的两种转动速度。而只有两种转速是不适合做多种多样的活的。我又想用变速箱传动。这种办法是很好的，但是改装一台车床的成本，等于半台车的价钱，太不合算。
我终于找到了改造皮带车床的途径。有一天夜里，我在车间里看到一个工人正在车水泵的中段，由于加工物的直径很大，所以不能吃大刀，打快车，床子还常常被煞住。工人很着急。
“把皮带改宽一点不好吗？”我问工人。
“那的确好！”
接着，我又看到车床上的八挡速度，并没有全用上；用到的只有其中的几挡速度。于是，我又问：“假使把四级塔轮改成三级，可以不可以呢？”工人思索了一下，说：“那很好！”
这样，我就开始作改装的设计和计算。我选了一台车床，进行初步计算，把改装后每挡速度上的力矩和动力，与改装前作比，请大家讨论。大家认为这样做能增加机床的动力，并提出一些补充的意见。
得到了厂长、科长的同意以后，我便把图样交给修理部进行改装。我们是按照下面四个原理和方法来改造旧式皮带车床的。为了说明得清楚些，我们以实际改装的东北制造的一种八呎皮带车床为例。
第一、提高机床马力
增加皮带的拉力是提高机床马力的关键。但是，原来的皮带窄（二呎半宽），层数少，牵引力量被限制住了，所以机床的马力不能提高。要提高马力，就需要用宽度大的、层数多的皮带来转动。但是，皮带宽度被每级塔轮的宽度限制住了，所以，必须加宽每级塔轮的宽度，才能加宽皮带。而塔轮在床头上的总宽度是固定了的，所以必须把四级的塔轮改成三级的，才能把每一级塔轮加宽。我们是有可能这样做的。因为在实际的生产中，常用的只有一定的几挡速度。拿我们厂的车床来说，在四级塔轮、八挡速度的床子中，常用的只是每分钟五十五转、一百四十转、一百九十八转和二百七十五转中间的四挡速度，其余的几乎都没有用过。既然有用不到的挡，就可以把四级塔轮改成三级塔轮，把八挡变为六挡。四级塔轮当作三级用，每一级的宽度就可以增加三分之一，而塔轮的总宽度仍然不变。把四级塔轮改装成三级塔轮的方法很简单，只要在原塔轮上装上大小不同的三个铸铁圈就可以了。改成三级塔轮以后，我们用三点五呎宽、五层厚的皮带来转动，就提高了有效拉力一点七三倍。
第二、提高床头转速
提高天轴转速就能提高床头转速。但是天轴转速提高以后，要注意两个问题。一个是车床主轴的转速级数不宜太长。因为皮带车床是由塔轮和慢轮变速的，它的变化比较呆板。譬如说，主轴的转速级数有八级的时候，即使第一挡的转速是每分钟六十转，第八挡的转速也要高到每分钟一千零九十二转；这样的转速，在皮带车床上是很难控制的。另
一个问题是后齿轮的速比不能太大。因为速比太大了，从慢挡到快挡的转速变化太大。这是很难首尾兼顾的。第一个问题在把四级塔轮改三级的时候已经同时解决了。第二个问题的解决办法是换一对后齿轮，使后齿轮的速比变为二点七五（按我们的情形）。这样，六挡转速都按一点四的等比级数上升，从每分钟一百转到五百四十转。
第三、转速和力矩的配合
转速和力矩不能适当地相配合，是没有改装过的车床的基本缺点。当转速每分钟是三百八十八转的时候，力矩只有三点六六公斤—公尺（力矩单位），不能担负大的切削负荷。当力矩在四十三公斤—公尺的时候，转速只有二十转，这太低了。改塔轮和改后齿轮以后，这个问题就跟着解决了：转速均匀上升，力矩均匀下降，两者适当地配合起来了。
第四、轴承的润滑
在高速旋转的情况下，轴承的润滑是个重要的问题。照理讲，应该把进油槽开在油膜压力最低的地方，油膜才能保持，以防止油层汽化。但是皮带车床的油沟，却是开在上轴承，成“X”形，那里的油膜压力最高。改装的办法是把上轴承油槽取消，另在下轴承开一条十公厘宽和主轴相平行的油槽，并用铜管把它接到外部的一个大油杯内，使润滑油自油膜压力最低的地方带入轴承，保持油膜。这就解决了在高转速的情况下轴承发热的问题。
我们曾经在改装以后的车床上进行了性能试验和生产试验，成绩都很好。作性能试验时，车直径二百公厘、萧尔硬度二十三度的灰铸件时，床头转速是每分钟一百四十转，切削速度是每分钟八十八公尺，切削深度是五公厘，送刀量是零点五公厘。改装前的车床，每分钟的切削速度八十八公尺的时候，切削深度只有二公厘，送刀量只有零点二五公厘，改装后的切削效率比改装前提高了五倍。在切削抗张力五十五公斤左右的钢料时，加工物的直径是七十五公厘，车床转速是五百四十转，切削速度每分钟是一百二十七公尺，切削深度三公厘，送刀量零点三三公厘。而改装前的车床，最高转速只有三百八十八转，抗张力只三点六六公斤；切削直径七十五公厘的加工物的时候，最高的切削速度只有一百二十七公尺。在生产试验中，车直径二百四十公厘、萧尔硬度二十八度的密烘铸件时，在其他条件不变的情况下，改装后的车床比改装前提高效率百分之五十。
我们感谢苏联专家布鲁斯古林同志的帮助。他提出了很多宝贵的意见。他认为这样的改装法是正确的。但是，由于车床的主轴在制造时没经过精磨（而主轴的精磨是提高转速时轴承不至发热的一个重要条件），润滑方法最好是用油泵给油。因为油泵是利用压力给油的，可以从上轴承进油，下轴承的油槽可以作为回路用。油泵的装置是很简单的，只要在主轴上带一个凸轮就成了。
苏联专家的帮助鼓舞了我们。我们一定接受他的意见，把车床改装得更好些。
上面提出的改装原理和方法是可以普遍地应用的，但在具体应用的时候，必须根据生产的需要（即加工物），根据原来车床的性能和特点，来决定主轴转速、塔轮级数和后齿轮的速比。记住这一点是十分重要的。
在我国机器制造业里，皮带车床的比重是很大的。我们必须改装这些车床，以便更进一步地提高切削速度和广泛地推广多刀多刃切削法，把我们的机器效率提高一步。这种改造的原理和方法，也可以应用它改装旧式铣床、牛头刨床等。